芝加哥大学电池专家孟颖展望可再生能源的未来

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在TEDx芝加哥大会上,孟颖教授以“希望”为主题,展示了一个清洁、可持续的未来能源世界。

芝加哥大学电池专家孟颖展望可再生能源的未来

在TEDx芝加哥大会上,孟颖教授以“希望”为主题,展示了一个清洁、可持续的未来能源世界。

电动汽车只需充电6分钟续航500英里,社区电池储能普及如冰箱,锂金属、钠离子、固态和液流电池组合填补巨大储能缺口,促进环境和人类公平。“这不是梦想,而是我们正在努力实现的现实,” 孟颖教授于近期在芝加哥TEDx芝加哥大会上表示。孟颖教授对未来满怀希望。面对全球气候变化的严峻现实,她分享了自己在芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)、能源存储与转换实验室(LESC)以及在阿尔贡储能科学合作中心(ACCESS)担任首席科学家期间的一些重要研究成果,旨在为实现清洁、可持续的能源未来提出一个全面且可实现的方案。

储能中的可持续性

深度利用可再生能源以应对气候危机的两大障碍:风平浪静的白天和漆黑的夜晚。风能和太阳能是几乎无限的能源,它们可以转化为电能,为我们的汽车、房屋和生活提供动力。但是,风会停,太阳也会落山。如果未能在有限时间内将其转化为可再生能源,一旦能源消失,就无法再加以利用。

应对气候危机必须开展的全球脱碳行动是研发更多、更好的储能方式 – 电池。孟颖教授等人的研究将引领锂离子电池进入更高效、更可靠、更环保的新时代。然而,仅凭锂离子电池无法弥补所需储能量与现有储能量之间的差距。为实现脱碳目标,人类还需要额外100到200太瓦时(TWh)的电池储能。作为参考,整个美国一小时的电力供应就需要1太瓦时。目前,全球锂离子电池的年产量刚刚超过1太瓦时。这是一个开始,但远远不够。人类需要更多的电池和更丰富的电池种类,并且随着气候变化的加剧,对电池的需求也在迅速增长。

芝加哥大学电池专家孟颖展望可再生能源的未来

对储能前景乐观

孟颖教授估计,未来十年全球制造业投资将需要10万亿美元才能实现这些脱碳目标。若想弥补所需储能量与现有储能量之间的差距,在接下来的十年内,每年需要投资1万亿美元,这将占全球经济总量的1%。从长远看来,通过这些投资所实现的能源储存和脱碳目标,将会带来超过投资成本的收益。尽管面临这些挑战,孟教授不仅满怀希望,而且信心满满。她坚定地表示:“这是可以做到的,但还需要更多的专注和投资。”孟教授在芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)和阿尔贡储能科学合作中心(ACCESS)进行的大部分研究,旨在提高钠离子电池的性能和寿命。与锂不同,钠在美国资源丰富,而且钠离子电池的回收利用也非常方便。孟颖教授的团队正在致力于延长电池寿命、提高充电速度,并大幅增加能量储存能力。他们采用了一种独特的方法,即从原子到系统,将电池视为一个复杂的生命系统。孟颖教授说:“医生追求的是延长人类的生命,而作为电池的‘医生’,我们的目标也是相同的。”孟颖教授表示:“我对芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的所有学生的要求是:坚持创新、合作,专注于研发更优质的电池。在我们实现目标之前,切勿停下脚步。让可再生能源驱动世界是我们的共同愿景,创造以可持续发展为基础的未来,为子孙后代留下一个更加健康、繁荣的地球。”作为储能材料探索与设计的先驱者,孟颖教授的研究主要集中在储能材料和系统上,尤其是电动汽车和卡车的可充电电池、物联网的电源,以及电网级储能系统,以促进可再生能源的广泛应用。

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